重难点15不做功的力——洛伦兹力- 学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷练习题

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重难点15不做功的力——洛伦兹力  1．如图所示，MN是阴极射线管，虚线是它自左向右发出的阴极射线（电子束）。在阴极射线管MN的正下方放一根与它平行且靠近的长直导线ab，在导线中通以自左向右的恒定电流，阴极射线会发生偏转。从垂直纸面方向看，关于阴极射线的偏转方向，正确的是（　　）A．向上偏转 B．向下偏转C．垂直纸面向外偏转 D．垂直纸面向里偏转2．如图所示，平行放置的长直导线分别通以等大反向的电流I。某带正电粒子以一定速度从两导线的正中间射入，第一次如图1所示平行导线方向，第二次如图2所示垂直导线方向。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）A．第一次粒子做匀速直线运动B．第二次粒子做匀速圆周运动C．第一次粒子将向上偏转，且速度大小保持不变D．第二次粒子做直线运动，且速度先增大后减小3．如图所示，在通电直导线右侧，有一电子沿垂直导线方向以速度v开始运动，则（　　）A．将沿轨迹Ⅰ运动，半径越来越小B．将沿轨迹Ⅰ运动，半径越来越大C．将沿轨迹Ⅱ运动，半径越来越小D．将沿轨迹Ⅱ运动，半径越来越大4．洛伦兹力演示仪，可用来观察带电粒子在磁场中的偏转。如图，玻璃泡（P）内有电子枪和加速电极，一对励磁线圈（M）位于玻璃泡的前后。当M中通有恒定电流时，P所在处会产生匀强磁场，改变M中的电流，磁感应强度会改变；电子枪发出电子，改变加速电极的电压，电子获得的速度会改变。当M中的电流沿逆时针方向时，电子枪垂直磁场向右发射电子后，可看到P内电子束的径迹呈圆形，则（　　）A．P处磁感应强度的方向垂直于M所在平面向里B．P内的电子束沿顺时针方向做圆周运动C．若只增大M中的电流，电子束的径迹呈圆形且半径变大D．若只增大加速电压，电子束的径迹半径增大5．如图所示的区域内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子X（不计重力）以一定的初速度由左边界的P点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的N点穿出若撤去该区域内的电场而保留磁场不变，粒子X仍以相同初速度由P点射入，当粒子X从区域右边界穿出，则粒子X（　　）
 A．动能可能减小B．动能一定不变C．穿出位置一定在N点上方D．穿出位置一定在N点下方6．如图所示，螺旋管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺旋管中的运动情况是（　　）A．匀速圆周运动B．往复运动C．匀速直线运动D．匀变速直线运动7．如图所示，正交的匀强电场和匀强磁场的宽度为d，电场强度为E，磁感应强度为B，将一质量为m、带电量为q的不计重力的带正电粒子，由场的左边缘自静止释放粒子在电场力和磁场力的作用下运动到场的右边缘离开电磁场，若离开场时粒子的速度大小为v，则整个过程中（　　）
 A．粒子沿电场线方向做匀加速直线运动B．粒子做匀变速曲线运动C．D．8．如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为 a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　）A．无论小球带何种电荷，小球落地时的速度的大小相等B．无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒C．若小球带负电荷，小球会落在更远的 b点D．若小球带正电荷，小球仍会落在 a点9．如图所示，已知甲图中没有电场和磁场，乙图中有竖直向上的匀强电场，丙图中有竖直向下的匀强电场，丁图中有垂直纸面向里的匀强磁场。四幅图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电塑料小球从斜面上的同一点O以相同初速度同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜面上A、B、C、D点（图中未画出）。若小球受到的电场力、洛伦兹力始终小于重力，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）
 A．O、B之间距离等于O、C之间距离B．小球从抛出到落在斜面上用时相等C．小球落到A点的速度小于落到C点的速度D．小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒10．在直线三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线，其电流强度分别为和，，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线的电流强度。当一质子在C点的速度方向垂直纸面向外时，所受洛伦兹力方向在纸面内垂直BC向上，则两直导线的电流强度和之比为（    ）A．B．C．D．11．下列情形中，关于安培力或洛伦兹力方向描述正确的是（　　）A．导体棒静止，磁场方向垂直斜面向上B．导体棒静止，磁场方向竖直向上C．电子在电流方向水平向右的通电直导线上方运动D．电子在通电螺线管中心正上方运动12．如图，在光滑水平面上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，质量为m、足够长的绝缘不带电木板A上放着一带电荷量为、质量为的物块B，物块与木板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现对A施加一个大小为、方向水平向右的恒力F，系统由静止开始运动，则在物块离开A之前，下列图象正确的是（　　）A． B． C． D．13．如图所示，纸面内的为等边三角形（OP边水平），在O，P两点放有垂直于纸面的直导线（图中未画出），O点处导线中的电流方向垂直纸面向外，P点处导线中的电流方向垂直纸面向里，每根导线在Q点产生磁场的磁感应强度大小均为B。若某时刻有一电子（电荷量为e）正好经过Q点，速度大小为v，方向垂直纸面向里，则该电子经过Q点时所受的洛伦兹力（　　）A．方向水平向左 B．方向水平向右 C．大小为 D．大小为14．如图，固定的足够长粗糙绝缘斜面处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，一带正电的小滑块从斜面顶端由静止释放后沿斜面下滑。若滑块电荷量不变，则在滑块下滑的过程中（　　）
 A．滑块所受摩擦力的大小先增大后保持不变B．当B很大时，小滑块最终可能静止在斜面上C．滑块滑到斜面底端时的动能大小与B的大小有关D．滑块的机械能先减小后保持不变15．关于静电场和磁场对电荷的作用力，下列说法正确的是（　　）A．带电粒子在电场中一定受电场力的作用在磁场中也一定受洛伦兹力的作用B．带电粒子在电场中运动时电场力可能不做功在磁场中运动时洛伦兹力一定不做功C．运动的正电荷受电场力的方向与电场强度方向相同，受洛伦兹力的方向与磁感应强度方向相同D．运动的负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反，受洛伦兹力的方向与磁感应强度方向垂直16．如图所示，倾角为的粗糙绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电荷量为-q的小滑块从斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，小滑块将飞离斜面，重力加速度为g，则（　　）
 A．物块飞离斜面的速度为B．物块飞离斜面的速度为C．如果动摩擦因数变大，物块在斜面上运动的时间变长D．如果动摩擦因数变大，物块在斜面上运动的时间不变17．如图所示，在边长为L的等边三角形区域内部有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在该等边三角形的中心O处有一粒子源，向纸面内各个方向发射速率相同的同种带电粒子，已知电量为q、质量为m，则（　　）A．粒子速率若满足，则所有粒子都不能射出磁场B．粒子速率若满足，则所有粒子都不能射出磁场C．粒子速率若满足，则所有粒子都能射出磁场D．粒子速率若满足，则所有粒子都能射出磁场18．如图所示，在平面直角坐标系I象限中存在一个半径为R的圆形磁场区域，磁场边界与坐标轴相切，磁场方向垂直纸面向外。在Ⅱ象限中存在沿x轴正方向的匀强电场，一个质量为m 。电荷量为q （q>0）的带电粒子从A点以v0速度沿y轴正方向射入电场中，从y轴上的C点离开电场之后能够进人磁场，并从磁场中的D点离开磁场，已知A、C、D三点的坐标分别为（ -2L， 0）、（0， 3L）和（R， R）。不考虑重力作用，求：(1) 电场强度的大小E；(2)磁感应强度的大小；(3)若另一个质量为m电荷量为q的带负电的粒子以的速度从D点沿y铀正方向射入磁场，求该粒子运动到x轴的时间。19．如图1所示，平行长直金属导轨置于水平面内，间距为。导轨左端接有电动势为、内阻为的电源。空间存在着竖直向下（垂直纸面向里）的匀强磁场，磁感应强度大小为。将一质量为电阻为的导体棒垂直于导轨固定放置，且接触良好导轨电阻不计。（1）判断导体棒所受安培力的方向，并求安培力的大小；（2）小明同学尝试由安培力的表达式推导洛伦丝力的表达式。如图2所示．他选取一段长为的导线，以导线中做定向移动的自由电荷为研究对象。已知自由电荷的电荷量为，做定向移动的速度为。a．请推导洛伦兹力的表达式；（注意：推导过程中需要用到，但题目没有给出的物理量，要做必要的说明）b．小红同学认为：在上述推导过程中，只考虑了电子定向移动的速度，而没有考虑电荷无规则的热运动，所以推导过程是不合理的你是否同意小红的观点，并说明理由。20．如图所示，在无限长的竖直边界和间有匀强电场，同时该区域上、下部分分别有方向垂直于平面向内和向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为和，为上下磁场的水平分界线，在和边界上，距高处分别有、两点，和间距为，质量为，带电荷量为的小球（可视为质点）从点垂直于边界射入该区域，在两边界之间做匀速圆周运动，重力加速度为。(1)求电场强度的大小和方向；(2)要使粒子不从边界飞出，求粒子入射速度的最小值；(3)若粒子能经过点从边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值。